Ziemia podobnie, jak i pozostałe planety Układu Słonecznego, powstała z olbrzymiego dysku protoplanetarnego składającego się z pyłu i gazu. Następnie w wyniku oddziaływania grawitacyjnego cząstek zaczęły tworzyć się pierwsze protoplanety, a jedną z nich w odległości 150 milionów kilometrów od Słońca była właśnie Ziemia.
Czytaj też: W jądrze Ziemi dzieją się niewyjaśnione rzeczy. Pewnego składnika jest aż dwa razy więcej
Nasza planeta powstała dokładnie 4,5672 miliarda lat temu i od samego początku nie była przyjaznym miejscem do życia. Przez pierwsze miliony lat swojego istnienia Ziemia najprawdopodobniej znajdowała się w stanie płynnym – cięższe pierwiastki opadały do jej środka, tworząc jądro, a lżejsze unosiły się ku powierzchni, budując kolejne warstwy jak płaszcz i skorupę.
Procesy te zostały przerwane jednak przez jedno bardzo gwałtowne wydarzenie, które przyczyniło się do powstawania Księżyca. Kilkadziesiąt milionów lat po uformowaniu się Ziemi uderzyła w nią planeta wielkości Marsa nazywana Theą. Stało się przy niezbyt dużej prędkości rzędu 7-10 km/s oraz pod małym kątem, dzięki czemu nasza planeta nie została rozerwana, ale za to większość materiału budującego Theę pozostało na Ziemi. Reszta materii skalnej w niedługim czasie, prawdopodobnie w ciągu tygodni, w wyniku akrecji utworzyła naturalnego satelitę, który krąży wokół Ziemi po dziś dzień.
Jak powstała Ziemia, a jak Księżyc? Jest kilka teorii na ten temat
Teoria gigantycznego uderzenia jest obecnie najchętniej uznawaną przez środowiska naukowe. Badacze z Uniwersytetu w Chicago dodają, że wciąż istnieje kilka alternatywnych wersji powstania Księżyca. Mowa tutaj o teorii rozszczepienia (Księżyc rzekomo oderwał się do Ziemi), przechwycenia (satelita został przechwycony przez ziemskie pole grawitacyjne) i koformacji (Księżyc powstawał z dysku protoplanetarnego równolegle w tym samym czasie co Ziemia).
Czytaj też: Magma wydostaje się aż z płaszcza Ziemi. Te wulkany wybuchają zupełnie inaczej, niż sądzono
Niewykluczone jest, że uderzenie Thei przyczyniło się też do zmiany nachylenia osi obrotowej Ziemi, a materiał, który wzbogacił skład pierwotnej ziemskiej magmy, odcisnął piętno na ruchach materii we wnętrzu planety i przyczynił się do powstawania procesów tektonicznych oraz pierwszych kontynentów.
Hadeik – pierwszy eon w historii Ziemi
Pierwszym eonem w historii Ziemi jest hadeik. Poprzedza on archaik i odnosi się do okresu od powstania Ziemi do 4 miliardów lat temu. Co ciekawe, nazwa hadeik pochodzi od… Hadesu. Był to trafny wybór, jeśli chodzi o nazwę, ponieważ planeta wówczas była o wiele gorętsza niż teraz. Na powierzchni nie istniały żadne oceany, atmosfera była pozbawiona tlenu. Możliwe, że pierwotne „powietrze” było bogate w wodór i hel, ale wskutek wiatru słonecznego te składniki mogły zostać rozwiane.
Tak czy owak przez cały hadeik dochodziło do ciągłego ochładzania planety. Równocześnie powiększała one swoje rozmiary. Szacuje, że kiedy promień planety przekroczył 40 proc. obecnej długości, mogło dojść do zatrzymania wody na powierzchni Ziemi. Ekshalacje gorących gazów i erupcje wulkanów z wnętrza również wzbogacały atmosferę w składniki lotne.
Czytaj też: Kontynenty są na kursie kolizyjnym. Geofizyk informuje, jak zmieni się Ziemia
Niedawne badania naukowców z Uniwersytetu Technologicznego Kalifornii opublikowane w Science Advances przyniosły kilka dodatkowych informacji na temat tego, skąd wzięły się składniki lotne w pierwotnej atmosferze. Okazuje się również są za nie odpowiedzialne meteoryty (zwłaszcza chondryty węglowe), które licznie bombardowały powierzchnię Ziemi.
Wielkie Bombardowanie. Kiedy było?
Zresztą nie można pominąć szczególnego epizodu wielkiego bombardowania sprzed 3,8-4 miliardów lat na granicy hadeiku i archaiku. Podczas tego wydarzenia powstała większość kraterów na Księżycu. Zniszczona również została wtedy pierwsza skorupa ziemska. Nasza planeta doświadczyła tak wielu uderzeń meteorytów, że jej powierzchnia znów stała się na chwilę płynna.
Po ustąpieniu Wielkiego Bombardowania (tak również wielką literą określa się ten okres w historii Układu Słonecznego) Ziemia nadal się ochładzała. Na początkach eonu archaiku powstały pierwsze chmury, a z nich spadł pierwszy deszcz. Powstały również oceany, które pokryły całą powierzchnię planety. Powoli również rozwijała się tektonika płyt. Magma o składzie granitowym, która jest lżejsza od bazaltowej, zaczęła się unosić do góry na tyle wysoko, że utworzyła pierwszą skorupę kontynentalną i lądy.
Jaki skład miała atmosfera ziemska 4 miliardy lat temu? Naukowcy wciąż spierają się, jak chodzi o szczegóły tego zagadnienia, ale na pewno nie mają wątpliwości, że wolny tlen w atmosferze wówczas w ogóle nie występował. „Powietrze” miało wówczas charakter redukujący, a nie utleniający – jak to jest dzisiaj. W takiej atmosferze pełnej amoniaku, metanu, dwutlenku węgla, azotu czy pary wodnej w ogóle nie dalibyśmy rady oddychać.
Czytaj też: Najstarszy lodowiec na Ziemi powstał prawie 3 miliardy lat temu
W początkowych etapach istnienia Ziemi jeszcze jeden element był bardzo kluczowy. Mowa o polu magnetycznym, które według obecnego stanu wiedzy jest generowane w płynnym jądrze wewnętrznym. Według naukowców z Uniwersytetu w Rochester już 3,5 miliarda lat temu występowało pole magnetyczne o sile dwukrotnie mniejszej niż obecnie. Gdyby nie pole magnetyczne, to nie istniałoby na Ziemi życie. Chroni ono powierzchnię planety przed kompletnym wyjałowieniem wskutek działania wysokoenergetycznych cząstek promieniowania kosmicznego.
Pierwsze oceany, pierwsze lądy i w końcu przyszedł czas na pierwsze formy życia
Tak mniej więcej formowała się Ziemia w eonie hadeiku i na początku archaiku. Przypuszcza się, że na przełomie tych dwóch okresów powstały również cząsteczki, które zyskały zdolność replikacji (powielania samej siebie) i w następstwie tworząc życie na Ziemi. Prawdopodobnie do powstania tych cząsteczek doszło w tzw. pierwotnej zupie, czyli ówczesnych oceanach. Na powierzchni Ziemi dochodziło do licznych wyładowań atmosferycznych, które w połączeniu z wybuchami wulkanów i promieniowaniem elektromagnetycznym wspomogły proces przeobrażania się prostych substancji w bardziej złożone, które możemy uznać za organiczne.
Czytaj też: Ziemia nie miała sprzyjać powstaniu życia. W ostatniej chwili wszystko się zmieniło
Jak potoczyła się historia dalej, to już temat na inny materiał. Przyglądając się jednak temu, jak powstała Ziemi oraz jakich zjawisk doświadczyła przez niespełna pierwszy miliard swojego istnienia, możemy nie kryć zdziwienia. Zdecydowanie nie był to „niebieski glob” jak dzisiaj, a czerwono-żółty – od barwy płynnej lawy pokrywającej powierzchnię.